100 nF のコンデンサを 9 V に充電し、理想的な 1 mH のインダクタにつなぎます。両者の間を行き来する全エネルギー W を µJ で求めなさい。
解答つきLC 共振、Q 値、帯域幅ワークシート
1.やさしい
C = 100 nFV0 = 9 VL = 1 mH
W = µJ
2.やさしい
同調回路が 100 kHz で共振し、Q 値は Q = 80 です。帯域幅 BW を kHz で求めなさい。
f0 = 100 kHzQ = 80
BW = kHz
3.ふつう
RLC 直列回路が 5 kHz で共振し、Q = 4 です。下側の半電力周波数 f1 を厳密に kHz で求めなさい。
f0 = 5 kHzQ = 4
f1 = kHz
4.ふつう
220 nF のコンデンサを 9 V に充電し、理想的な 2.2 mH のインダクタと振動させます。コンデンサの電圧が 3.6 V になった瞬間にインダクタに蓄えられているエネルギー WL を µJ で求めなさい。
C = 220 nFV0 = 9 VvC = 3.6 V
WL = µJ
5.むずかしい
RLC 直列の共振回路に 22 µH のインダクタを使います。帯域幅を 10 kHz にするには、直列の全抵抗 R をいくらにすればよいですか。
L = 22 µHBW = 10 kHz
R = Ω
6.むずかしい
充電した 470 nF のコンデンサが、全直列抵抗 10 Ω の 10 mH のコイルを通して放電するので、振動はゆっくり減衰します。振幅は e−Rt/(2L) に従って減衰します。振幅が半分になるまでに、振動は何周期 n 起こりますか。(損失は小さいので、周波数は f₀ とします。)
L = 10 mHC = 470 nFR = 10 Ω
n =
解答
- 1. W = 4.05 µJ
- 2. BW = 1.25 kHz
- 3. f1 = 4.414 kHz
- 4. WL = 7.484 µJ
- 5. R = 1.382 Ω
- 6. n = 3.218
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。